2017-06-29

Subject: Neurocientistas reavaliam a forma como o cérebro reconhece rostos

Neurocientistas reavaliam a forma como o cérebro reconhece rostos

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@ Nature/Solvin Zanki/naturepl.com

As pessoas conseguem distinguir um rosto familiar numa multidão sem pensarem duas vezes mas a forma como o cérebro o faz tem escapado aos investigadores há anos. Agora, um estudo mostra que os macacos rhesus dependem da coordenação de um grupo de centenas de neurónios que detetam certos conjuntos de de características físicas para reconhecer um rosto.

As descobertas, publicadas na revista Cell, clarificam uma questão que tem sido objeto de múltiplas teorias mas nenhuma explicação satisfatória. “A visão anedótica tem sido que há células individuais dedicadas a responder a cada pessoa", diz David Leopold, neurocientista no Instituto Nacional de Saúde Mental em Bethesda, Maryland, mas outras teorias sugeriram que grupos de neurónios funcionavam juntos para reconhecer um rosto.

Os últimos resultados mostram que cada neurónio associado ao reconhecimento facial, conhecido por célula de face, deteta combinações específicas hierarquizadas de características faciais: “Decifrámos o código", diz a coautora do estudo Doris Tsao, neurocientista de sistemas no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena.

Para começar, Tsao e Le Chang, outro neurocientista no Caltech, estudaram os cérebros de dois macacos rhesus Macaca mulatta para determinar a localização das células de face dos animais. Para isso, mostraram aos macacos imagens de rostos humanos e outros objetos, incluindo corpos, frutas e padrões aleatórios. De seguida usaram imagens de ressonância magnética funcional para ver que regiões cerebrais eram ativadas quando os animais olhavam para um rosto.

A equipa focou-se nesses pontos quentes para ver o que as células de face faziam. Tsao e Chang usaram um conjunto de 2 mil rostos humanos com diversas características, como a distância entre os olhos ou o contorno da linha do cabelo, para os macacos observarem. Implantaram elétrodos nos cérebros dos macacos para comparar as respostas dos neurónios individuais às diferenças faciais.

Tsao e Chang registaram as respostas de um total de 205 neurónios entre os dois macacos. Cada neurónio respondeu a uma combinação específica de alguns dos parâmetros faciais.

“Desenvolveram um modelo que vai de uma imagem num monitor de computador a respostas de neurónios lá bem no meio do córtex visual”, diz Greg Horwitz, neurofisiólogo visual na Universidade de Washington em Seattle. “É um enorme passo em frente pois os modelos mapeiam de que forma cada célula responde a todas as possíveis combinações de características faciais, em vez de apenas uma."

 

Tsao e Chang consideraram também se, dentro de cada combinação específica de características que uma célula de face reconhece, cada neurónio estaria melhor sintonizado para certas características em particular do que outras. Testaram esta ideia tentando recriar rostos que os macacos tinham visto com base na resposta de cada neurónio à sua classe de características. Baseando-se na força desses sinais, os neurocientistas conseguiram recriar os rostos verdadeiros quase perfeitamente.

Quando os macacos viram rostos que variavam de acordo com características a que um neurónio não ligava, a resposta individual das células de face permanecia inalterada. Por outras palavras, “o neurónio não é um detetor de rostos, é um analisador de rostos", diz Leopold. O cérebro “é capaz de perceber que há dimensões chave que permitem dizer esta é a pessoa A e esta outra é a pessoa B.” Os cérebros humanos provavelmente usam este código para reconhecer ou imaginar rostos específicos, diz Tsao. Mas os cientistas continuam a não ter a certeza de como está tudo ligado.

Uma mensagem é clara, no entanto: “Se a sua inclinação é pensar ‘sabemos como os rostos são reconhecidos porque há um pequeno número de células de face que cantam alto quando o rosto correto é visto’, acho que essa ideia gradualmente vai desaparecer porque não está certa”, diz Leopold. “Este estudo apresenta uma alternativa mais realista para a forma como o cérebro realmente analisa os indivíduos.”

 

 

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